大慶鹽堿地油用亞麻種植密度對(duì)產(chǎn)量和含油率的影響

張 賀，王紅光，李彩鳳，劉新宇，王玉波，夏尊民，曹洪勛

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030；2.黑龍江科學(xué)院大慶分院，黑龍江 大慶 163319）

亞麻是世界上重要十大油料作物之一，分為3種類(lèi)型，分別為纖維用、油用和油纖兼用亞麻，其主產(chǎn)區(qū)位于印度、加拿大、中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)等國(guó)家[1]。我國(guó)油用亞麻（胡麻）主要分布于黃淮海和西北地區(qū)[2]，黑龍江省分布相對(duì)較少。黑龍江省土地面積大，且鹽堿地資源豐富[3]，將油用亞麻種植在輕度鹽堿地上，不僅可緩解與糧食作物爭(zhēng)地矛盾，還可充分利用鹽堿地資源，有利于我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，利用鹽堿地種植亞麻，可極大推動(dòng)黑龍江亞麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展[4]。黑龍江以種植纖維亞麻為主，是我國(guó)重要亞麻紡織原料產(chǎn)地[5]。隨著人們生活水平提高，公眾對(duì)健康重視程度越來(lái)越高，油用亞麻需求隨之增大，黑龍江省發(fā)展油用亞麻也是今后必然趨勢(shì)。亞麻籽是重要食用植物油原料，富含許多人類(lèi)飲食必需不飽和脂肪酸，比如亞麻酸、亞油酸、α-亞麻酸等。此外，食用亞麻籽油也可預(yù)防某些癌癥、冠心病和腫瘤發(fā)生，鑒于亞麻籽油保健功效良好，發(fā)展油用亞麻產(chǎn)業(yè)具有重要潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。

亞麻產(chǎn)量及品質(zhì)與品種特性有關(guān)，亞麻高產(chǎn)栽培需在合理利用當(dāng)?shù)刈匀粭l件背景下，采取科學(xué)田間管理措施，營(yíng)造亞麻最適生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，充分發(fā)揮遺傳特性。亞麻產(chǎn)量及品質(zhì)與種植密度聯(lián)系密切[6]，合理密植可提高油用亞麻土壤氮素吸收利用率[7-8]、水分及肥料利用率、氣體交換能力、光能利用率等，協(xié)調(diào)源、庫(kù)、流三者關(guān)系，促進(jìn)干物質(zhì)向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)和分配[9]，提高油用亞麻產(chǎn)量和品質(zhì)。低密度種植雖可改良油用亞麻單株經(jīng)濟(jì)性狀，但受限于群體密度小以及植株數(shù)量少等現(xiàn)實(shí)條件，花前干物質(zhì)積累量低同時(shí)導(dǎo)致花后干物質(zhì)積累量變低[10]，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。高密度種植造成油用亞麻莖葉相互疊加，光合效率降低[11]，由于地區(qū)營(yíng)養(yǎng)條件局限性，加大油用亞麻對(duì)光、溫、水、肥競(jìng)爭(zhēng)。與此同時(shí)，通風(fēng)透光條件差導(dǎo)致莖稈變細(xì)，生長(zhǎng)變?nèi)?，油用亞麻抗倒伏能力下降[12]，不利于提高油用亞麻產(chǎn)量。

近年來(lái)，種植密度對(duì)油用亞麻產(chǎn)量影響研究已有報(bào)道[13-14]，但相關(guān)研究多集中于良田，而非鹽堿地條件。為探索大慶地區(qū)鹽堿地情況下油用亞麻最適種植密度，本文選用3個(gè)油用亞麻品種，研究不同種植密度對(duì)油用亞麻產(chǎn)量和含油率影響，協(xié)調(diào)單株與群體之間關(guān)系，合理利用其自身調(diào)節(jié)群體能力，進(jìn)一步挖掘油用亞麻在黑龍江省生產(chǎn)潛力。為黑龍江鹽堿地油用亞麻高產(chǎn)栽培群體確定提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

大田試驗(yàn)區(qū)位于黑龍江省大慶市東風(fēng)農(nóng)場(chǎng)五連（125°9'E，46°34'N），0～20 cm土層基礎(chǔ)土壤理化性質(zhì)如下：土壤全氮0.15%，全磷0.07%，全鉀1.75%，有機(jī)質(zhì)2.06%，堿解氮112 mg·kg-1，有效磷8.6 mg·kg-1，速效鉀242.6 mg·kg-1，總鹽量0.268%，pH 8.48。年平均氣溫4.2℃，最冷月平均氣溫-18.5℃，極端最低氣溫-39.2℃，最熱月平均氣溫23.3℃，極端最高氣溫39.8℃，年平均無(wú)霜期143 d，年均風(fēng)速3.8 m·s-1，年＞6級(jí)風(fēng)日數(shù)為30 d。年降水量427.5 mm，年蒸發(fā)量1 635 mm。年日照時(shí)數(shù)2 726 h，年太陽(yáng)總輻射量491.4 KJ·cm-2。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種選用黑龍江省科學(xué)院大慶分院自主培育雙油麻1號(hào)、雙油麻2號(hào)（品系yx16-151）、雙油麻3號(hào)（品系ch17-2041）。品系yx16-151和ch17-2041已完成黑龍江省區(qū)域和生產(chǎn)試驗(yàn)，分別擬定名為雙油麻2號(hào)和雙油麻3號(hào)，已申請(qǐng)登記。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)于2020年4～8月在大慶市東風(fēng)農(nóng)場(chǎng)五連完成。品種分別為雙油麻1號(hào)（A1）、雙油麻2號(hào)（A2）、雙油麻3號(hào)（A3）；密度分別為350萬(wàn)株·hm-2（D1）、600萬(wàn)株·hm-2（D2）、850萬(wàn)株·hm-2（D3）、1 100萬(wàn)株·hm-2（D4）。共計(jì)12個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。

本試驗(yàn)地前茬作物為大豆，秋翻整地，春季土壤化凍15 cm耙耢整地，然后使用15 cm行距施肥機(jī)械施入底肥，施肥量為復(fù)合肥180 kg·hm-2，復(fù)合肥有效成分為N-P2O5-K2O=12-18-15。施肥后鎮(zhèn)壓，于2020年4月28日人工播種，播種深度2～3 cm，播后統(tǒng)一鎮(zhèn)壓。其他田間管理措施同大田生產(chǎn)。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)定項(xiàng)目與方法

在油用亞麻生長(zhǎng)過(guò)程中調(diào)查并記錄其物候期及全生育期。收獲前，每個(gè)處理選擇有代表性植株20株作為室內(nèi)考種樣品，人工拔麻收獲；每個(gè)小區(qū)選取有代表性一行測(cè)定收獲株數(shù)，曬干后全區(qū)測(cè)產(chǎn)。測(cè)定內(nèi)容包括：株高、枝下長(zhǎng)、分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)、蒴果數(shù)、單果粒數(shù)、蒴果大小、千粒重、產(chǎn)量以及含油率，其中含油率使用核磁共振儀測(cè)定（HCY-20型，托普儀器有限公司，浙江，中國(guó)）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2019處理數(shù)據(jù)、制作表格及圖形，應(yīng)用SPSS 17.0軟件作單因素方差、相關(guān)性和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度對(duì)油用亞麻生育進(jìn)程的影響

如表1所示，不同密度下同一品種各物候期和全生育期結(jié)果一致。同一密度下，3個(gè)油用亞麻品種全生育期僅有2～3 d差異；不同品種間對(duì)比，A2出苗期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，A3出苗期持續(xù)時(shí)間最短，開(kāi)花期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。

表1 不同密度對(duì)油用亞麻生育進(jìn)程的影響Table 1 Effects of different planting densities on growth and development process of linseed

2.2 不同密度對(duì)油用亞麻主要農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，不同密度處理下，同一亞麻品種株高、枝下長(zhǎng)和分莖數(shù)差異不顯著，而莖粗差異顯著。隨密度增加，3個(gè)油用亞麻品種莖粗均逐漸減小，A1品種莖粗在D1處理下顯著高于D3和D4處理；A2品種莖粗在D1、D2和D3處理下顯著高于D4處理；A3品種莖粗除在D2和D3處理之間差異不顯著外，其他處理兩兩之間差異均顯著。

表2 不同密度對(duì)亞麻主要農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effects of planting densities on main agronomic traits of linseed

2.3 油用亞麻農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

通過(guò)不同品種農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析可知，3個(gè)油用亞麻品種在株高與莖粗、株高與分莖數(shù)、分莖數(shù)與莖粗指標(biāo)間均呈正相關(guān)，即隨株高增加，其莖粗和分莖數(shù)均升高，隨分莖數(shù)增加，莖粗也逐漸升高；且A2品種株高與分莖數(shù)間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.974，A3品種莖粗與分莖數(shù)間也呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.982（見(jiàn)表3）。此外，對(duì)A1和A2品種來(lái)說(shuō)，株高與枝下長(zhǎng)間表現(xiàn)為正相關(guān)，即隨株高增加，枝下長(zhǎng)也隨之增加；然而，A3品種株高與枝下長(zhǎng)間表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，即隨株高增加，枝下長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)（見(jiàn)表3）。A1和A3品種枝下長(zhǎng)與莖粗間和分莖數(shù)間均呈負(fù)相關(guān)，即隨枝下長(zhǎng)增加，莖粗和分莖數(shù)隨之下降；但對(duì)A2品種來(lái)說(shuō)，其枝下長(zhǎng)與莖粗間和分莖數(shù)間均表現(xiàn)為正相關(guān)，即隨枝下長(zhǎng)增加，莖粗和分莖數(shù)隨之增加（見(jiàn)表3）。

表3 雙油麻1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of the agronomic traits of Shuangyouma No.1,2 and 3

2.4 不同密度對(duì)油用亞麻產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量和含油率的影響

由圖1可知，各油用亞麻品種收獲株數(shù)均隨密度增加而逐漸增加，且在D4處理達(dá)到最大值。3個(gè)品種中，除雙油麻2號(hào)在D3和D4處理之間差異不顯著外，各密度處理下，其收獲株數(shù)均達(dá)到顯著差異。

各油用亞麻品種單株蒴果數(shù)均隨密度增加而逐漸降低，且均在D1處理達(dá)到最大值（見(jiàn)圖1）。雙油麻1號(hào)單株蒴果數(shù)除在D3和D4處理間差異不顯著外，其他各處理間差異均顯著；雙油麻2號(hào)在D1、D2和D3處理單株蒴果數(shù)顯著高于D4處理；雙油麻3號(hào)單株蒴果數(shù)除在D2和D3處理間差異不顯著外，其他各處理間差異均顯著。

各油用亞麻品種單果粒數(shù)隨密度增加無(wú)明顯規(guī)律（見(jiàn)圖1）。雙油麻1號(hào)單果粒數(shù)隨密度增加呈先升后降再升趨勢(shì)，且在D2處理達(dá)到最大值，但各處理間差異不顯著；雙油麻2號(hào)單果粒數(shù)隨密度增加呈先降后升再降趨勢(shì)，且在D1處理達(dá)最大值，并顯著高于D4處理；雙油麻3號(hào)單果粒數(shù)隨密度增加呈先升后降趨勢(shì)，以D2處理單果粒數(shù)最高，但各處理間差異不顯著。

各油用亞麻品種千粒重在不同密度處理下差異均不顯著。雙油麻1號(hào)千粒重隨密度增加逐漸降低；雙油麻2號(hào)千粒重隨密度增加呈先升后降趨勢(shì)；雙油麻3號(hào)千粒重則呈先降后升趨勢(shì)（見(jiàn)圖1）。

圖1 不同密度對(duì)油用亞麻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響Fig.1 Effects of planting densities on the yield components of linseed

如表4所示，隨密度增加，各油用亞麻品種產(chǎn)量均呈升-降-升趨勢(shì)，且均在D2處理達(dá)到最大值。雙油麻1號(hào)D2處理比D1、D3和D4處理分別提高24.71%、13.31%和4.58%；雙油麻2號(hào)D2處理比D1、D3和D4處理分別提高23.27%、13.40%和5.92%；雙油麻3號(hào)D2處理比D1、D3和D4處理分別提高25.72%、14.76%和7.98%。同一密度處理下，3個(gè)油用亞麻品種產(chǎn)量依次為A2＞A3＞A1。

隨密度增加，各油用亞麻品種含油率變化無(wú)明顯規(guī)律（見(jiàn)表4）。雙油麻1號(hào)和2號(hào)含油率隨密度增加呈先降后升再降趨勢(shì)；不同的是雙油麻1號(hào)含油率以D3處理最高為45.98%，雙油麻2號(hào)含油率以D1處理最高為44.88%。雙油麻3號(hào)含油率隨密度增加呈先升后降趨勢(shì)，以D2處理最高為46.74%。此外，雙油麻1號(hào)D3處理含油率顯著高于D2和D4處理，D1處理含油率顯著高于D4處理，其他各處理間差異均不顯著；雙油麻2號(hào)和3號(hào)品種不同密度處理下含油率均無(wú)顯著差異（見(jiàn)表4）。不同密度處理下，不同品種含油率為：A3＞A1＞A2。

表4 不同密度對(duì)油用亞麻產(chǎn)量和含油率的影響Table 4 Effects of planting densities on yield and oil content of linseed

2.5 油用亞麻產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量相關(guān)性分析

根據(jù)產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量相關(guān)性分析可知，各品種產(chǎn)量與株數(shù)均呈正相關(guān)，即隨株數(shù)增加，產(chǎn)量也隨之增加（見(jiàn)表5）。

表5 雙油麻1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of yield component and yield of Shuangyouma No.1,2 and 3

由表5可知，產(chǎn)量與單株蒴果數(shù)、株數(shù)與單株蒴果數(shù)、單果粒數(shù)和千粒重間均呈負(fù)相關(guān)，即隨產(chǎn)量增加，單株蒴果數(shù)隨之降低；隨株數(shù)增加，單株蒴果數(shù)降低；隨單果粒數(shù)增加，千粒重降低，且A1和A3品種株數(shù)與單株蒴果數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.986和-0.972。此外，對(duì)A1和A3品種來(lái)說(shuō)，產(chǎn)量與單果粒數(shù)，株數(shù)與單果粒數(shù)間均呈正相關(guān)，產(chǎn)量與千粒重、株數(shù)與千粒重間均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且A1品種株數(shù)與千粒重間呈顯著負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.984；但A2品種產(chǎn)量與單果粒數(shù)、株數(shù)與單果粒數(shù)均呈負(fù)相關(guān)，產(chǎn)量與千粒重、株數(shù)與千粒重間均呈正相關(guān)。且A1和A3品種單株蒴果數(shù)與單果粒數(shù)均呈負(fù)相關(guān)，單株蒴果數(shù)與千粒重均呈正相關(guān)，且A1品種單株蒴果數(shù)與千粒重間呈極顯著正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為0.997；然而，A2品種單株蒴果數(shù)與單果粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為0.951，單株蒴果數(shù)與千粒重間呈負(fù)相關(guān)。

2.6 主成分分析

由表6可知，提取主成分有2個(gè)。第1主成分占52.004%，第2主成分占40.126%。株高、莖粗、分莖數(shù)、收獲株數(shù)、單株蒴果數(shù)在第1主成分上有較高載荷，即第1主成分反映這5個(gè)成分信息；枝下長(zhǎng)、單果粒數(shù)、千粒重在第2主成分上有較高載荷，即第2主成分反映這3個(gè)成分信息。所以提取2個(gè)主成分可反映全部成分信息，并決定用2個(gè)新變量代替原來(lái)8個(gè)變量。根據(jù)表7主成分得分值可知，A2D1和A2D2處理綜合成分得分明顯高于其他處理。12個(gè)處理中得分排名前4處理均是A2不同密度處理，即A2較A1和A3具有品種優(yōu)勢(shì)；各品種不同密度處理中D2處理綜合得分較高。通過(guò)對(duì)不同處理下產(chǎn)量結(jié)果綜合分析以及結(jié)合實(shí)際情況，A2D2為本試驗(yàn)最佳品種密度處理組合。

表6 主成分及載荷Table 6 Principal component and load

表7 主成分得分Table 7 Principal component scores

3 討論

本研究調(diào)查油用亞麻生育進(jìn)程，綜合分析后發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量與出苗到現(xiàn)蕾時(shí)間有一定聯(lián)系。主要是因土壤水分和種植密度相互作用體現(xiàn)在現(xiàn)蕾前營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期[15]，該時(shí)期可有效保證物質(zhì)積累及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)正常過(guò)渡。低密度可促進(jìn)花前主要耕層土壤水分有效吸收，促進(jìn)干物質(zhì)快速積累并向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)分配，水分利用效率提高為油用亞麻高產(chǎn)提供物質(zhì)保障。通過(guò)研究不同密度對(duì)油用亞麻的影響，得出密度對(duì)莖粗的影響大于其他農(nóng)藝性狀。另外，莖粗在亞麻抗倒伏能力上發(fā)揮關(guān)鍵作用[16-17]，莖粗與分莖數(shù)以及株高正相關(guān)性明顯，且作物倒伏程度隨群體種植密度增加而加重，倒伏嚴(yán)重時(shí)引起折斷部位及以上部位死亡，影響光合作用和籽粒灌漿，最終導(dǎo)致亞麻田嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收。本試驗(yàn)分析油用亞麻各農(nóng)藝性狀間相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，3個(gè)品種株高與莖粗、株高與分莖數(shù)、莖粗與分莖數(shù)相關(guān)性一致。這與Ajay等研究結(jié)果相同，即油用亞麻存在更多分枝和低桿垂直生長(zhǎng)[18]，利于油用亞麻增產(chǎn)。

不同密度處理下，各品種收獲株數(shù)和單株蒴果數(shù)差異明顯，單果粒數(shù)、千粒重差異不明顯（見(jiàn)圖1）。分析其產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)隨密度增加，3個(gè)品種產(chǎn)量均呈先升后降再升趨勢(shì)，且均在密度600萬(wàn)株·hm-2下達(dá)最大值（見(jiàn)表4）；此外，對(duì)3個(gè)品種來(lái)說(shuō)，產(chǎn)量與株數(shù)呈正相關(guān)，產(chǎn)量與單株蒴果數(shù)呈負(fù)相關(guān)，產(chǎn)量與單果粒數(shù)和千粒重?zé)o相關(guān)性（見(jiàn)表5）。因隨密度增加，最初作物群體單果粒數(shù)也隨之增加，當(dāng)密度達(dá)上限時(shí)，密度繼續(xù)增加導(dǎo)致個(gè)體和群體之間生長(zhǎng)發(fā)育不平衡，影響產(chǎn)量形成，且獲得最大產(chǎn)量種植密度[19]比獲得最大籽粒產(chǎn)量時(shí)密度大。

本試驗(yàn)通過(guò)主成分分析將雙油麻品種8個(gè)測(cè)量指標(biāo)轉(zhuǎn)化為2個(gè)主成分，可直觀反映雙油麻品種綜合性狀表現(xiàn)，簡(jiǎn)單、高效且具備科學(xué)性。雙油麻品種第1、第2主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到92.129%，綜合分析各處理產(chǎn)量，選擇具有第1主成分較高，第2主成分較低處理，即株高、莖粗、分莖數(shù)、收獲株數(shù)、單株蒴果數(shù)較多，枝下長(zhǎng)、單果粒數(shù)、千粒重較少處理。因此，油用亞麻單株經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良，其產(chǎn)量并非最高，僅群體與個(gè)體間達(dá)平衡狀態(tài)，可滿足油用亞麻高產(chǎn)高效需求。

4 結(jié)論

綜上所述，種植密度對(duì)同一亞麻品種物候期、全生育期、株高、枝下長(zhǎng)和分莖數(shù)無(wú)影響；種植密度對(duì)同一品種莖粗有影響，且差異顯著；3個(gè)亞麻品種在株高與莖粗、株高與分莖數(shù)、分莖數(shù)與莖粗指標(biāo)間均呈正相關(guān)關(guān)系；各油用亞麻品種收獲株數(shù)均在1 100萬(wàn)株·hm-2密度下達(dá)到最大值；各品種單株蒴果數(shù)均在350萬(wàn)株·hm-2密度達(dá)到最大值；各品種單果粒數(shù)隨密度增加無(wú)明顯規(guī)律；各品種千粒重在不同密度處理下差異均不顯著；各品種產(chǎn)量均在600萬(wàn)株·hm-2密度下達(dá)到最大值；各品種含油率變化無(wú)明顯規(guī)律；各品種產(chǎn)量與株數(shù)均呈正相關(guān)，而產(chǎn)量與單株蒴果數(shù)、株數(shù)與單株蒴果數(shù)、單果粒數(shù)和千粒重間均呈負(fù)相關(guān)；通過(guò)主成分分析確定，雙油麻2號(hào)品種較1號(hào)和3號(hào)具有品種優(yōu)勢(shì)，600萬(wàn)株·hm-2密度綜合得分較高；綜上，選用雙油麻2號(hào)品種，在600萬(wàn)株·hm-2密度下種植是大慶鹽堿地區(qū)亞麻高產(chǎn)最佳選擇。